[發明專利]燃氣透平的隔熱屏

有效

• 申請號: 00105717.0
• 申請日: 2000-04-03
• 公開（公告）號: CN1269459A
• 公開（公告）日: 2000-10-11
• 發明（設計）人: 基南·恩格;克里斯托夫·普法伊費爾;烏爾里希·韋倫坎普
• 申請（專利權）人: ABB阿爾斯通電力(瑞士)股份公司
• 主分類號: F01D11/18
• 分類號: F01D11/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉興鵬

本發明涉及燃氣透平的技術領域。它涉及燃氣透平的隔熱屏，特別是，該隔熱屏以環形方式封閉住一段燃氣透平的旋轉葉片，并由多個隔熱屏段組成，這些隔熱屏段沿圓周方向一個接一個地布置，它們以環形段的方式彎曲，并從外部冷卻。隔熱屏段的縱向側面被設計成對應彎曲的導軌，該導軌沿圓周方向延伸，并具有一個軸向伸出的第一臂，用于固定到燃氣透平的殼體上，每個隔熱屏段通過第一臂安裝在具有恒定寬度的環形中間空間中。

例如，US-A-5,071,313公開了這樣一種分段隔熱屏。

燃氣透平中的隔熱屏通常具有限制熱空氣的流動空間以及防止燃氣透平的殼體和支撐結構受到熱氣體和過度熱輸入的侵蝕的作用。為達到此目的，如在US-A3,864,056中所述，需要冷卻隔熱屏。這種冷卻通常通過在遠離熱氣體的一側使冷卻空氣貼著隔熱屏流動的方式達到。因此，會在隔熱屏中產生溫度差，并進而產生熱致內應力，從而將使隔熱屏承受過量負載。

在冷卻過程中，在面對著熱氣體的前側和允許冷空氣進入的后側之間產生一個溫度梯度。因此，隔熱屏的各個段將趨向于伸展或“伸直”，由于燃氣透平的旋轉對稱性，這些段以環形段的形式彎曲。為了限制由此產生的內應力的影響，例如，在前面提到的US-A-5,071,313中，提出了在橫向布置的隔熱屏段的固定導軌中制出T形槽的方案。

由隔熱屏段的熱致伸直或彎曲所導致的另一個問題與它們安裝或固定在燃氣透平的殼體上有關。如果隔熱屏或其各個段由于安裝方式的原因防止了其伸直，那么就會產生內應力，這些內應力可能會超出所用材料的強度極限，從而導致斷裂。在不同的燃氣透平中使用隔熱屏的經驗表明，斷裂情況的發生通常是由于因溫度差而產生的內應力而導致的。為了避免這種內應力的產生，在EP-B1-0?728258中提出借助整體形成的鉤形件將隔熱屏段安裝在殼體上，第一鉤形件懸掛在隔熱屏段的中部，并在它們之間留有少量間隙，而第二鉤形件懸掛在隔熱屏段的端部，并具有大的間隙，從而通過懸掛結構，使得在隔熱屏段的熱致伸長和第二鉤形件的相關位移過程中，不會產生機械應力。

然而，這種設有間隙、利用第一和第二鉤形件的已知安裝方法具有以下缺陷：由于為了作為一實體將隔熱屏段固定在其位置上，通過第一鉤形件對隔熱屏段的中心固定是不夠的，因而必須附加插入一個帶形件(如EP-B1-0?728?258的圖2中的62)，以將隔熱屏段保持在一個穩定的位置上。這樣，使得在隔熱屏的制造和安裝過程中，需要相當多的額外費用。

因此，本發明的目的是提供一種用于燃氣透平的(分段)隔熱屏，它可以克服上述現有技術中的缺陷，特別是，可以通過一簡單結構可靠地緊固隔熱屏段，并且能夠很容易地安裝隔熱屏段，以及基本上不防礙隔熱屏段的熱致伸直。

本發明的目的是通過以下結構實現的：根據本發明，提供了一種燃氣透平的隔熱屏，該隔熱屏以環形方式封閉住一段燃氣透平的旋轉葉片，并由多個隔熱屏段組成，這些隔熱屏段沿圓周方向一個接一個地布置，它們以環形段的方式彎曲，并從外部冷卻，隔熱屏段的縱向側面被設計成對應彎曲的導軌，該導軌沿圓周方向延伸，并具有一個沿軸向伸出的第一臂，用于固定到燃氣透平的殼體上，每個隔熱屏段通過第一臂安裝在具有恒定寬度B1的環形中間空間中，本發明的特點是，第一臂具有一個沿圓周方向變化的寬度B2，該寬度B2在隔熱屏段的端面處基本上等于環形中間空間的寬度B1，并向著隔熱屏段的中央平面逐漸減小，以使得在承受熱負載的過程中，隔熱屏段可以通過其第一臂在環形中間空間中的預定區域內無阻礙地伸展。可見，本發明的實質在于借助于在縱向側面延伸的導軌來安裝隔熱屏的各個分段，各分段在其端部基本上無間隙，而在其中部區域設有足夠的間隙，從而使得在隔熱屏段的熱致伸直過程中，其中部區域可以無阻礙地沿徑向位移。在這種情況下，位于各分段端部的隔熱屏段的支承點形成伸展或伸直的樞轉點。

根據本發明的隔熱屏的一個第一優選實施例的特點是：在每種情況下，中間空間具有一個彎曲外徑和一個彎曲內徑；在隔熱屏處于冷的狀態時，第一臂具有一個彎曲外徑和一個彎曲內徑；所述兩個彎曲外徑基本上相等，所述第一臂的彎曲內徑小于所述中間空間的彎曲內徑。在該實施例中，隔熱屏段中部區域的所需間隙通過設定不同的彎曲(曲率)半徑的方式獲得，該隔熱屏段可以利用一磨削輪通過簡單的方式加工成具有不同的彎曲半徑。與此同時，避免了在隔熱屏段邊緣區域出現臺階或突變部分，而在這些地方，可能出現不利的機械應力狀態。